Felles elektro/Prosjektering og bygging/Jording og utjevning/Tabeller for termisk dimensjonering

Vedlegg k (informativt) Tabeller for termisk dimensjonering

1 Innledning

Beregninger gjennomført i Lenke: Jernbanekompetanse.no er grunnlag for angivelse av strømføringsevne i dette vedlegget.

2 Kontinuerlig strømføringsevne for uisolerte ledere

Tabell 1 angir beregnet kontinuerlig strømføringsevne for uisolerte ledere som ikke er opphengt under mekanisk påkjenning. Beregningen er utført ved:

• Vindhastighet: 0,3 m/s for ledere i luft. Dette antas å være en rimelig gjennomsnittsverdi for ledere som ligger på eller nær bakken.
• Tillatt ledertemperatur: 100 °C. For uisolerte ledere er det ingen klar grense for maksimal kontinuerlig ledertemperatur, men det må være en tilstrekkelig reserve slik at lederen tåler en temperaturøkning som følge av kortslutning.
• Påregnelig omgivelsestemperatur: 17 °C ved forlegning i jord, og 25 °C ved forlegning i luft (valgt i henhold til IEC 60287-3-1).

Tabell 1: Beregnet kontinuerlig strømføringsevne for uisolerte ledere som ikke er utsatt for mekanisk påkjenning.

Ledertverrsnitt [mm2]	Uisolerte ledere
	Forlagt i jord [A]			Forlagt i luft** [A]
	Cu	Al	Stål	Cu	Al	Stål
50	317	*	97	281	223	85
70	381	*	116	345	274	105
95	450	*	137	416	330	127
120	512	*	156	481	381	146
* Uisolert aluminium kan ikke forlegges direkte i jord på grunn av risiko for korrosjon. ** Verdiene er beregnet ved eksponering for sol. For ledere som forlegges beskyttet mot sol, økes strømføringsevnen med 7 %.

3 Termisk kortslutningsstrøm

Tillegg D i EN 50522:2010 (NEK 440) angir Ligning 1 for beregning av tillatt kortslutningsstrøm for en leder. Verdiene i Tabell 4 er beregnet fra denne beregningsformelen (Ligning 1), og Tabell 2 forklarer symbolene i den.

[math]\displaystyle{ I_{th} = A \cdot K \cdot \sqrt{\frac{\ln{\frac{\theta_f+\beta}{\theta_i+\beta}}}{t_f}} }[/math]
Ligning 1: Termisk kortslutningsstrøm. Kilde: Tillegg D i EN 50522:2010 (NEK 440)

Tabell 2: Symbolforklaring for Ligning 1

Symbol	Enhet	Forklaring
[math]\displaystyle{ I_{th} }[/math]	A	Største tillatte kortslutningsstrøm i lederen
[math]\displaystyle{ A }[/math]	mm2	Tverrsnittsareal for lederen
[math]\displaystyle{ t_f }[/math]	s	Kortslutningsstrømmens varighet. Settes til 0,3 s i henhold til Felles elektro/Prosjektering og bygging/Generelle tekniske krav
[math]\displaystyle{ K }[/math]	[math]\displaystyle{ \left[ \frac {A \cdot \sqrt{s}}{mm^2} \right] }[/math]	Materialkonstant fra tabell i EN 50522, se Tabell 3.
[math]\displaystyle{ \beta }[/math]	°C	Materialkonstant fra tabell i EN 50522, se Tabell 3.
[math]\displaystyle{ \theta_i }[/math]	°C	Ledertemperaturen før kortslutning settes til 25 °C for ledere som ikke belastes med driftsstrøm.
[math]\displaystyle{ \theta_f }[/math]	°C	Største tillatte ledertemperatur (er avhengig av isolasjonsmaterialet).

Tabell 3: Materialkonstanter som angitt i EN 50522

Materiale	[math]\displaystyle{ \beta }[/math] [°C]	[math]\displaystyle{ K }[/math] [math]\displaystyle{ \left[ \frac {A \cdot \sqrt{s}}{mm^2} \right] }[/math]
Kobber	234,5	226
Aluminium	228	148
Stål	202	78

Tabell 4: Termisk dimensjonering av tillatt kortslutningsstrøm for ledere som ikke fører driftsstrøm.

	Maksimal kortslutningsstrøm [math]\displaystyle{ I_{th 0,3} }[/math] [kA]
Ledertverrsnitt mm2	Uisolert leder tillatt sluttemperatur [math]\displaystyle{ \theta_f }[/math] = 300 °C			Isolert leder (XLPE eller EPR/HEPR) tillatt sluttemperatur [math]\displaystyle{ \theta_f }[/math] = 250 °C			Isolert leder (PVC) tillatt sluttemperatur [math]\displaystyle{ \theta_f }[/math] = 160 °C
	Cu	Al	Stål	Cu	Al	Stål	Cu	Al	Stål
50	17,54	11,59	6,34	16,30	10,78	5,91	13,35	8,84	4,86
70	24,55	16,22	8,88	22,82	15,09	8,27	18,69	12,37	6,81
95	33,32	22,02	12,05	30,97	20,48	11,23	25,37	16,79	9,24
120	-	-	15,22	-	-	14,18	-	-	11,67
I tabellen er det forutsatt en omgivelsestemperatur på 25 °C uten soloppvarming. For ledere som belastes med driftsstrøm, forutsettes det en ledertemperatur før kortslutning på 100 °C for uisolerte ledere, 90 °C for ledere med XLPE eller EPR/HEPR isolasjon, og 70 °C ledere med PVC isolasjon. For ledere som belastes med driftsstrøm, må maksimal kortslutningsstrøm [math]\displaystyle{ I_{th 0,3} }[/math] reduseres med omtrent: * 20 % for uisolerte ledere, * 25 % for ledere isolert med XLPE (tverrbundet polyetylen) / EPR/HEPR (polyetylenpropylen-gummi), og * 40 % for ledere isolert med PVC.